徳島大学大学院ソシオ・アーツ・アンド・サイエンス研究部 教授

平木 美鶴 氏■プロフィール山口県出身。多摩美術大学大学院美術研究科絵画専攻を修了。これまでに日本版画協会協会賞、二紀展奨励賞等を受賞。現在、徳島大学大学院ソシオ・アーツ・アンド・サイエンス研究部教授で、日本版画協会会員、二紀会会員。

　私が所属する社会創生学科

地域創生コースではLED作

品の制作研究を通してまちづ

くりに取り組んでいます。

　2006年には「光のまち

阿南」事業に参加し、阿南市

の牛岐城址公園にティッシュ

ペーパーで作ったかまくらを

設置、その中でLEDを幻想

的に光らせました。これは初

めての野外展示だったのです

が、展示した翌日に大嵐でテ

ィッシュが飛び散り、後片付

けに追われるという過酷なも

のでした。その後、徳島市とも

共同で活動を始めています。

　2007年からは「LED

が見えるまち徳島」事業に参

加。学生が考えたLEDアー

トを町の人達と一緒に作って

商店街に飾り、町の活性化を

図りました。今でも、当時の

作品が飾られていますが、町

の人達は壊れたら修理をした

り、色を変えてみたり自主的

に行動されています。

　2010年のアートフェス

ティバルでは、100人分の

指の複製を作り、その中で

LEDを光らせる「ゆびささ

れたい」で学生公募部門2位

をいただきました。

　2012年には、大震災を

きっかけに、人力や自然エネ

ルギーを電力に変換して

LEDを光らせる作品を、

2013年は、懐中電灯の光

が箱の中の光センサーと反応

してLEDがさまざまに光る

「光の箱」を制作しました。

　また、2014年からは毎

年12月に「助任の丘LEDワ

ンダーランド」と題して、学

生たちが授業で考えた作品を

構内に展示しています。昨年

は、距離センサーを使ったり

脳波を測ったりしていろんな

光る箱作りに取り組みまし

た。今年の12月に向けては、

ただ今「告白」をテーマにし

た作品を制作中です。皆さん

には12月、徳島大学に来てい

ただいて体験していただけた

らなと思っております。

　10年前は珍しかったLED

照明も、今ではほとんどの家

庭に普及し、これからは

LEDの新しい用途を開発し

ていくことが必要です。そこ

で徳島大学では、2009年

からLEDライフイノベーシ

ョン研究プロジェクトを作り、

光の生命効果を医療・農業・

漁業などに応用するための基

盤作りに取り組んでいます。

　現在、徳島大学内で進めて

いるLEDライフ応用の対象

分野は多岐にわたり、研究課

題は19ほどあります。その中

からいくつかを紹介します。

　まずは「UVA│LED殺

菌」。LEDを使って、食中

毒の原因菌やインフルエン

ザ、ノロウイルスを殺菌する

従来とは違う殺菌システムを

開発しています。「UVB│

LEDを使った花粉症治療」

では、ナローバンドのUVB

を鼻粘膜に照射すると、アレ

ルギー性鼻炎の症状が抑制さ

れることから、この方法を使

って新しい花粉症の治療法を

確立しようとしています。他

にも、がんの発症にかかわる

がん幹細胞の増殖を青色

LEDで抑制する「可視光の

LEDを使ったがん細胞抑

制」、体から取り出した血液

や腹水にLED光を当て浄化

して体内に戻す「LEDアフ

ェレシス治療」、海にLED

の発光装置をつけたブイを設

置し、夜に光らせることで集

まった魚を養殖に近い形で育

てながら獲る「LED水産資

源の増殖」、イチゴを一番早

く大きく育てるためには、い

つ、どの時期に、どのくらい

の強さで、どの種類の光を与

えたらいいかを研究する

「LED植物育成」などがあ

ります。

私たちの試みはいろいろな

団体・機関からサポートを受

けています。私たちの研究が

徳島県や日本国内だけでな

く、国際協力という分野にも

貢献できたらと思います。

　結晶は、原子が周期的に配

列したものです。原子の持っ

ている電子の数の違いが元素

の違いです。結晶では電子が

存在する価電子帯や伝導帯が

できますが、半導体の特徴

は、電子が存在しない禁制帯

があることです。典型的な半

導体であるシリコンの結晶の

中に電子の数が多い元素を入

れると、価電子帯に収まり切

らず伝導帯に電子を作りま

す。これがＮ型半導体です。

逆に電子の数が少ない元素を

入れると価電子帯に穴（ホー

ル）が空きます。これがＰ型半

導体です。発光は、電子とホ

ールがくっついたときにエネ

ルギーを放出することで起こ

ります。そこで、Ｐ型半導体と

Ｎ型半導体を接合し、電圧を

かけてやると、電子がプラス

側に、ホールがマイナス側に

引っ張られ、電子とホールが

出合い発光します。これがＰ

Ｎ接合による発光の原理です。

　発光の波長は半導体の禁制

帯の幅で決まります。最初の

赤色ＬＥＤではガリウム砒素

とガリウム燐を混ぜた結晶で

実現されましたが、このよう

な結晶を混晶といい、組成比

を変えることでさまざまな禁

制帯幅の混晶ができます。

　異なる半導体材料を接合し

た構造をヘテロ構造といいま

す。禁制帯幅の大きな半導体

材料で小さなものを挟み込ん

だダブルヘテロ構造をつくる

と、電子とホールが真ん中の

層に溜まり発光再結合する確

率が上がるため、強い光が出

せるようになります。

　青色ＬＥＤは、窒化ガリウ

ムインジウムなどの混晶のヘ

テロ構造を使って造られてい

ますが、こういった材料構造

の設計とそれらの結晶成長の

技術における多くのブレイク

スルーを経て実現されまし

た。いろいろな波長の光を利

用するために、さまざまな半

導体の研究が引き続き活発に

行われています。

　光で様々な色を作るために

は、赤と緑と青の３色の光を

組み合わせます。これを光の

三原色と言いますが、なぜこ

の３色の光を混ぜることで、

様々な色に見えるのか？実は

人間の目に秘密があります。

人が物を見るときは、物に反

射する光を感じることで形や

色を見分けることができま

す。これは人間の目に、赤と緑

と青を感じる神経があり、人

間が見る色を表現するにはこ

の３色を使えばいいからです。

　この光の三原色を簡単な実

験で確かめてみましょう。３

色のカラーセロファンを用意

して、白色のＬＥＤライトに

貼り付けます。これで白い紙

を照らし出して、それぞれの

色を重ねていきます。青と赤

を重ねるとマゼンタ（赤

紫）、緑と赤は黄色、青と緑は

シアン（青緑）になります。

そして、３色を重ねると白に

なります。このようにそれぞ

れの色を重ねることで違った

色を作ることができます。

　次に、重ね合わせる色の明

るさを変えてみましょう。明

るさを変えるためには、電圧

を変化させる必要があります

が、ライトの距離を変えるこ

とでも表現できます。先ほど

赤と緑を重ねただけだと黄色

になりましたが、赤だけの状

態から緑をだんだん明るくす

ると、赤からオレンジ、黄色へ

と変化します。そこから赤を

暗くしていくと黄色から黄緑、

緑と変化します。このように

明るさを変えることで中間色

も表すことができ、表現でき

る色の種類も多くなります。

実際のイルミネーションでは

コンピューターを使って、こ

の変化を制御しています。

　ＬＥＤは単に光らせる道具

で終わらせるものではありま

せん。アイデア次第でどんな

ものにも活用できます。皆さ

んも、アイデアを膨らませて

アッと驚く作品作りに挑戦し

てください。

　サファイア基板に薄い膜状

の良い窒化ガリウム結晶をつ

けることができたこと。窒化

ガリウム結晶のP型ができる

ようになったこと。窒化ガリ

ウム結晶にインジウムを混ぜ

ることができるようになった

こと。このような3つの非常

に重要な大発見があって青色

LEDができるようになりま

した。しかし照明にはできな

かったのです。

　青色LEDに蛍光体を混ぜ

ると白色LEDができます。

半導体から出てきた青い光が

そのまま出てくる成分と蛍光

体が青い光を受けて違う色の

光に変換されて外に出てくる

成分。それをすべてまとめる

と白く見えるのです。

　物を照らした時に物がどの

くらい忠実に見えるかを演色

性と言い、平均演色評価数を

Raで表します。リビングの

照明はRaが80以上ないと残

念な結果になります。基本型

白色LEDのRaは74。そこ

で、別の蛍光体を混ぜて低い

波長領域を押し上げます。改

良型白色LEDではRa97。

97にもなるとリビングの照明

としてはオーバースペックで

す。LED照明には、蛍光体

の性能も非常に大事なので

す。発光効率も気になるとこ

ろです。発光効率は演色性で

変わり、演色性を良くすると

発光効率が悪くなってきま

す。理論的には緑色単色の光

源では683ルーメンの照明

ができますが、白色照明にす

ると演色性によって変わるの

で260ルーメンが理論最大

値。製品レベルでは200ル

ーメンです。

　エネルギー的にみても、青

い光が蛍光体に当たって別の

色に変換されるプロセスでロ

■主催／徳島大学　　問い合わせ／工学部総務係 〒770-8506 徳島市南常三島町2丁目1番地 TEL.088-656-7304 ■企画・制作／徳島新聞社 営業局

日亜寄附講座10周年を記念して

第1部────────

対象小学生～中学生

第2部────────

対象高校生～一般

2015

国際光年

徳島大学市民公開講座

7月11日（土）、徳島大学市民公開講座「未来を拓く光の世界」が徳島市で開催された。

この講座は、今年が光と光技術の国際年「2015国際光年」として宣言されたこと、

そして、徳島大学に設置された日亜寄附講座が10周年を迎えたことを記念して開催された。

講座では、第1部では小学生から中学生を、第2部では高校生から一般を対象に

有識者による講演が行われたほか、LEDを使った工作実習も行われた。その模様を紹介する。

ごあいさつ

徳島大学長

香川

征

氏

　今年は国際連合が決めた2015国際光年になっています。歴史を見ますと、

1015年にイラクのイブン・アル・ハイサムという方が、物が見えるのは光が

物に当たって人間の目に入るからだということを初めて解明しました。それまで

は人間の目が光を出して物が見えるのだという風に誤解されていたそうです。ち

ょうど奇しくも今年はその1000年後にあたります。13世紀にはガラスの工芸

が発達してレンズができ、そのレンズを利用して1609年にガリレオが望遠鏡

を開発しました。皆さんにおなじみのエジソンが電球を発明したのが1879年

です。今は「光の科学」「光の時代」と言われています。昨年、日本人3人が青

色発光ダイオードでノーベル賞を受賞したのはご存じの通りです。今日の日亜寄

附講座10周年を記念した市民公開講座では、光やLEDに関する講演が行われま

す。どうか有意義な講座になることを祈念しております。

スが出て、白色LEDは50％

ぐらいしか活用されていませ

ん。光をどうやってムダなく

外へ取りだすかが、今、世界

中で研究されています。

　デジタルサイネージとは、

情報通信技術とディスプレイ

を組み合わせて情報を提示す

る技術。近未来のディプレイ

の1つです。しかし、いろん

なサインがある中で注目され

るには、見ていて楽しくない

といけません。そこでLED

の高速性を使った「手振り復

号型暗号」を作りました。こ

れは、何もしないと何も見え

ませんが、目の前で手を振り

ながら見ると映像が見えると

いうディスプレイです。

　私のディスプレイ研究の動

機は、徳島らしい研究をした

いとの思いです。当時、世界

最大の眼鏡なしの立体LED

ディスプレイを徳島大学で実

現しました。左右の目で見る

と違う絵が見える3Dディス

プレイです。しかし、右目と

左目の視力が大きく違う人に

は見えにくいという問題があ

り、確実に見えるほうが良い

と、最近は空中に実像を形成

する研究を行っています。現

実感が高いし、自由な視点か

ら見える。しかし、実際には何

もないので通り抜けられる看

板です。これを工夫して、空

中像を触ると温かいディスプ

レイも創りました。SF映画

に登場するような空中ディス

プレイのプロトタイプも実現

しています。何もない空中に

浮かぶ映像に触れられ、しか

も動かせます。タブレット端

末の画面が空気でできている

ようなもので「エアタブレッ

ト」と呼んでいます。このため

に、特殊なLEDを開発しま

した。1秒間に960枚、高速

に絵を描き換え、瞬時に反応

が出ます。昨年、サイエンス

アゴラで公開しましたが、ス

クリーンがないのに空中に映

像がある、空気に文字を書け

るのが楽しいと好評でした。

　これらの光だけでなく熱や

音を3次元空間に収束する技

術は、未来の夢のディスプレ

イの実現に応用できると期待

されています。

未来を拓く光の世界

未来を拓く光の世界

徳島県立徳島科学技術高等学校 教諭

土肥 隆史 氏■プロフィール大学卒業後、阿南工業高校、徳島工業高校、貞光工業高校、徳島東工業高校を経て、現在の勤務校である徳島科学技術高校には開校当初から勤務。電気技術類の情報通信コースでコンピューターや通信技術、電子回路などの他、国際交流など幅広い分野の指導にも携わる。

日亜化学工業（株）取締役第二部門 開発本部長

向井 孝志 氏■プロフィール徳島大学工学部電子工学科を卒業後、日亜化学工業㈱に入社。ガリウムアルミニウムヒ素赤外および赤色LEDの開発などに従事。現在、取締役開発本部本部長、基礎技術センターセンター長、徳島大学工学部および京都大学工学部の非常勤講師を務め、数々の賞を受賞する。

宇都宮大学大学院工学研究科 准教授

山本 裕紹 氏■プロフィール東京大学大学院工学系研究科修士課程を修了後、徳島大学工学部光応用工学科助手に着任。2014年からは宇都宮大学に移り、現在大学院工学研究科の准教授を務め、情報フォトニクス、LEDを用いた3次元ディスプレイなど新しい情報ディスプレイ研究に従事している。

徳島大学大学院ソシオテクノサイエンス研究部フロンティア研究センター日亜寄附講座 特任教授井須 俊郎 氏■プロフィール大阪大学大学院基礎工学研究科で博士を取得後、三菱電機に就職。ドイツのマックスプランク固体研究所客員研究員、光技術研究開発（株）主任研究員、情報通信研究機構特別研究員を務め、2006年に徳島大学に着任、日亜寄附講座の特任教授を務める。

徳島大学大学院医歯薬学研究部 教授

髙橋 　章 氏■プロフィール徳島大学医学部医学科を卒業後、博士課程に進学し、博士の学位を取得。山口大学、大阪大学に勤務の後、徳島大学に着任。現在、大学院医歯薬学研究部の教授を務める。専門は栄養学、生理学、細菌感染症学。

LEDで面白工作工作実習

徳島科学技術高校の土肥隆史先生の指導のもと、小中学生約50人が回路製作に取り組みました。子どもたちは慎重に半田ごてを使いながらLEDを基板に取り付けていきます。光がついた時には、みんなの目もキラキラしていました。

はんだ付けに挑戦！

8/8（土）・9（日）科学体験フェスティバルin徳島●時間／10:00～16:00●場所／徳島大学工学部●問い合わせ／TEL088-656-7640http://www2.e.tokushima-u.ac.jp/News/sci-fes/さわって、つくって、楽しい科学。いろいろな実験が体験できます。

●時間／9:20～●場所／徳島大学工学部キャンパス●問い合わせ／TEL088-656-7315事前申し込みはこちら http://daigakujc.jp/tokushima-u平成28年設置予定の理工学部（仮称）をいち早く体感してみませんか？　

8/5（水）・6（木）理工学部（仮称）オープンキャンパス（予約制）

●8/6（木）13:30～（オープンキャンパス後）●問い合わせ／TEL088-656-7315http://www.tokushima-u.ac.jp/e/admission/riko学生達が学んでいる先端研究の現場に参加できます。

★理工学体験大学講座も開催！

LEDとアートで

まちづくりを

LEDによる光の三原色

について

窒化ガリウム系LEDの

開発・応用・将来

光の機能を

生活や医療に応用

夢のディスプレイを

実現する光学

光と半導体

〜フルカラーイルミネーションの作り方〜

インフォメーション